EA004558B1

EA004558B1 - Металлоорганический корд

Info

Publication number: EA004558B1
Application number: EA200300008A
Authority: EA
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Техника И Технология Метизного Производства"
Priority date: 2002-09-16
Filing date: 2002-09-16
Publication date: 2004-06-24
Also published as: EA200300008A1

Abstract

Изобретение относится к металлургическому производству в области обработки проволоки и изделий из нее, в том числе - к производству длинномерных витых структур из латунированных проволок, навитых на основу из органического материала, которые применяются для армирования шин и других резинотехнических изделий. Предложен металлоорганический корд, включающий два элемента - сердечник из арамидных нитей и навитые на него стальные проволоки, имеющие характеристики «нагрузка-удлинение», такие, что разрывные нагрузки обоих элементов складываются. Характерной особенностью предложенного металлоорганического корда является то, что стальные проволоки образуют по периметру корда металлический слой, отношение внутреннего диаметра которого d к плотности сердечника ρ находится в пределах 450≤ρ/d≤675 текс/мм, при этом направление и шаг свивки волокон сердечника и проволок одинаковые, а сердечник пропитан внутри и отделен от проволок поверхностно-активной добавкой, создающей на нем пленку в виде приповерхностного квазиупругого мультимолекулярного слоя.

Description

Изобретение относится к металлургическому производству в области обработки проволоки и изделий из неё, в том числе - к производству длинномерных витых структур из латунированных проволок, навитых на основу из органического материала, которые применяются для армирования шин и других резинотехнических изделий.

Известен композитный корд [1] для армирования резины, содержащий неметаллический сердечник, на который навиты стальные проволоки, и имеющий удельную плотность не более 3,0; модуль упругости от 5500 до 31000 КдГ/тт²и удлинение при разрыве от 1,2 до 4,2%, а объёмную составляющую проволок от 0,25 до 0,72 общего объёма корда.

Недостатком таких композитных проволочных структур является неагрегатная работа сердечника и стальных проволок, т.к. не обеспечено условие равенства их удлинения при приложении растягивающей нагрузки, что существенно снижает эксплуатационные свойства изделия.

В качестве прототипа, в котором недостаток аналога устранён, принята проволочная структура [2], состоящая из двух и более нитей, в которой одной из нитей служит стальная проволока, а второй - нить из ароматического полиамида. Арамидные нити располагаются в сердечнике, вокруг которого навивают стальные проволоки. Агрегатность работы неметаллического сердечника и стальных проволок достигают путём изменения их характеристик нагрузка-удлинение так, что разрывные нагрузки обоих нитей складываются.

Недостатком прототипа является его низкая усталостная прочность вследствие воздействия контактных нагрузок на неметаллический сердечник со стороны стальных проволок.

Задачей изобретения является повышение агрегатной и усталостной прочности витой структуры за счёт снижения воздействия контактных нагрузок со стороны стальных проволок на арамидные волокна сердечника.

Поставленная задача решается тем, что металлоорганический корд включает сердечник из арамидных нитей с линейной плотностью «ρ» и навитые на него стальные проволоки, характеристики нагрузка-удлинение которых соответствуют друг другу. Стальные проволоки образуют по периметру корда металлический слой, внутренний диаметр которого б связан с плотностью сердечника «ρ» отношением 450<р/б<675 текс/мм, при одинаковом направлении и шаге свивки волокон сердечника и проволок, причём сердечник пропитан поверхностно-активной и водоотталкивающей добавкой, создающей на поверхности сердечника разделительную плёнку в виде приповерхностного квазиупругого мультимолекулярного слоя.

Нижний предел отношения р/б=450 текс/мм обусловлен тем, что его уменьшение ниже этого предела за счёт увеличения б или снижения «р» ведёт к разрыву взаимодействия сердечника и наружного слоя проволок и к неагрегатной работе указанных элементов, а также снижает усталостные свойства изделия, т.к. сердечник перестаёт быть опорой для стальных проволок.

Превышение верхнего предела отношения р/б=675 текс/мм вызывает резкий рост контактных нагрузок на арамидные волокна, вследствие чего также снижается агрегатная и усталостная прочность витого изделия.

По сравнению с аналогом предлагаемый металлоорганический корд характеризуется отношением линейной плотности сердечника «р» к диаметру б заполняемой им области внутри металлического слоя, образованного навитыми на сердечник проволоками. Величина р/б определяет степень заполнения поперечного сечения окружности с диаметром б, от которого зависит агрегатное взаимодействие органической и металлической частей корда.

Указанная в аналоге величина объёма металлической составляющей изделия, равная 0,25-0,72 общего объёма, является косвенной характеристикой, которая некорректно определяет область, заполняемую сердечником, либо зависит по крайней мере от двух факторов: количества и диаметра проволок, составляющих периметр металлического слоя.

Предлагаемое в изобретении отношение диаметра окружности б, отражающее область, заполненную органическим сердечником, к его плотности «р» непосредственно характеризует величину свободного пространства, окружаемого металлическими проволоками и задаёт вполне корректное ограничение, создающее благоприятные условия работы органического сердечника во взаимодействии с металлическими проволоками.

В предлагаемом изобретении условия, способствующие снижению контактного воздействия на органическую часть со стороны проволок, достигаются также наличием плёнки разделительного слоя, образованной поверхностноактивной добавкой, нанесённой на поверхность сердечника и внутрь него.

Снижению контактных нагрузок способствует кроме того параллельное расположение волокон сердечника и проволок, обусловленное их одинаковыми шагами и направлением свивки.

Сравнение с прототипом показывает, что в нём условие совместности деформации сердечника и проволок за счёт равенства характеристик «удлинение-нагрузка» является условием, необходимым, но недостаточным, так как не учитывается их контактное взаимодействие, как это определено в предлагаемом изобретении условием 450 < р/б <675 текс/мм.

При наличии одинакового удлинения под нагрузкой воздействие упомянутых контактных нагрузок на сердечник вызывает изменение соотношения «нагрузка-удлинение», ухудшающее условия совместной деформации сердечника и проволок. Подбором соотношения линейной плотности сердечника «р» с размером заполняемого им пространства внутри слоя стальных проволок, который имеет диаметр внутреннего круга б, удаётся контролировать условия совместной деформации обоих элементов витой структуры.

Исходя из вышеизложенного, делается вывод о том, что изобретение соответствует требованиям новизны и изобретательского уровня, так как исследованные известные технические решения не позволяют решить поставленную задачу.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 показано сечение витой структуры, состоящей из проволок (1), навитых на сердечник из высокопрочных арамидных нитей, пропитанных смазкой, которая на поверхности сердечника находится в виде разделительной плёнки (3).

Направление и шаг свивки проволок и волокон сердечника совпадают, а линейная плотность сердечника относится к диаметру вписанного в слой проволок круга как 450 < ρ/б < 675 текс/мм.

На фиг. 2 показано продольное сечение витой структуры, на котором показан угол свивки «α°» волокон сердечника (4-сплошные линии) и проволок (5-штрихпунктирные линии). Такое расположение проволок и волокон сердечника обеспечивает их совместную работу при растяжении и повышает усталостные свойства обоих материалов за счёт снижения контактных нагрузок.

Возможность реализации предложенной витой проволочной структуры показана на примере металлокорда 11х0,22+О.К., состоящего из одиннадцати высокопрочных латунированных проволок диаметром 5^И=0,22 мм, которые навиты в один слой на органический сердечник

Таблица

№ п/п	Конструкция металлокорда	Диаметр металлокорда, мм	Сопротивление разрыву, Н/мм²	Линейная плотность сердечника, р, текс	Отношение р/б, текс/мм	Агрегатная прочность сердечника, Н	Агрегатная прочность, Н
		внешний	свивки	вписанной в слой окружности
1	13х0,22+О.К.	1,17	0,95	0,73	2685	300	411	512	1660
2	12х0,22+О.К.	1,10	0,88	0,66	2700	300	455	515	1690
3	11х0,22+О.К.	1,0	0,78	0,56	2690	300	535,7	506	1710
4	10х0,22+О.К.	0,95	0,73	0,51	2710	300	588	513	1680
5	9х0,22+О.К.	0,88	0,66	0,44	2695	300	682	507	1550

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Металлоорганический корд включает сердечник из арамидных нитей и навитые на него (О.К.-органический корд) из высокопрочных арамидных волокон (например: «Русар», «Кевлар» и др.), линейная плотность которого составляет 300 текс. Параметры свивки металлокорда (см. фиг. 1): Внешний диаметр, Б 1,0 мм Диаметр свивки проволок, БсЪ. 0,78 мм Диаметр вписанной в слой проволок окружности, б 0,56 мм Отношение б/р 300/0,56=535,7 текс/мм Шаг свивки проволок в слое и волокон сердечника 12,6 мм Направление свивки обоих элементов левое Результаты испытаний агрегатной прочности металлокорда с сердечником из волокон «Кевлар» с различным отношением ρ/б приведены в табл. 1. Полученные данные подтверждают оптимальность выбранного отношения 450<р/б<675 текс/мм. Введение пропитки «ΆΌΌΙΤΙΕ ТО» существенно увеличивает усталостные свойства металлокорда в сравнении с цельнометаллическим кордом и с металлоорганическим кордом, но без пропитки. Таким образом, совокупность признаков, предложенных согласно изобретению, обеспечивает повышение физико-механических свойств агрегатной и усталостной прочности металлокорда, что подтверждает эффективность предлагаемого технического решения и целесообразность его использования в промышленности. Источники информации:

1. Корд для армирования резины и радиальные шины с их использованием. Европейский патент 0293263 В1., опубл. 26.02.92 г. МКИ Ό 020 3/48.

2. Усилительный канат, состоящий из двух и более нитей. Европейская заявка №0126965, опубл. 05.12.84 г. МКИ

3 Ό 07В 1/100.

стальные проволоки, характеристики «нагрузкаудлинение» которых таковы, что разрывные нагрузки складываются, отличающийся тем, что стальные проволоки образуют по периметру корда металлический слой, отношение внутреннего диаметра которого б к плотности сердеч5 ника р находится в пределах 450<ρ/ά<675 текс/мм, при этом направление и шаг свивки волокон сердечника и проволок одинаковые, а сердечник пропитан внутри и имеет на поверхности поверхностно-активную добавку, соз-

Фиг. 1 дающую разделительную пленку в виде приповерхностного квазиупругого мультимолекулярного слоя.